paper - WordPress.com

Hannes Matthys
1LM
FNT
1C2
“ De evolutie van de landmeetkundige meetinstrumenten en
hun methodes”
1
Inleiding
Landmeters krijgen al eeuwenlang de opdracht om gronden op te meten, om er
daarna schetsen van te tekenen en ze ten slotte in kaart te brengen. Er zijn
sommige mensen die weten hoe landmeters dit dezen tijde doen, maar weten zij
hoe dit vroeger werd gedaan? Hoe is het begonnen en welke evolutie maakten
deze instrumenten door?
V.C.-13de eeuw
Vroeger hadden ze nog helemaal geen gedacht over het bestaan van landmeters,
idem voor hun instrumenten. Toen er echt nog geen besef was van theorieën over
het opmeten van landen, werd er in het algemeen rekening gehouden met de
stand van de zon. Dit zowel bij de Egytenaren, Romeinen, Grieken, Joden en zelf
bij de Babyloniërs. Stilaan ondervonden ze dat dit niet echt
nauwkeurig was, dus gingen ze op zoek naar verbeterde technieken.
(bron video)
Wanneer de vorst, bij de Egyptenaren zijn zinnen zette op het bouwen
van een nieuwe tempel, gebruikte hij het principe van het strekken van de
snoer(bron4). Een vertegenwoordiger van de koning ging in het vlak staan waar
ze plaats voorzien hadden om de tempel neer te zetten. Zijn positie in het vlak
werd bepaald door de poolster en door een opgehangen schietlood. Door middel
van deze twee objecten, plaatste hij twee palen in de grond die ervoor zorgden
dat het vlak werd afgebakend. Hierna kwamen de harpedonaptai (snoertrekkers)
(bron internet 1). Zij gingen een touw spannen langs de twee geplaatste palen in
de grond. Hiermee werd de Noord-Zuidrichting bepaalt. Deze opdracht leverde
een oriëntatiepunt op. De tempel kon dus gebouwd worden. Zoals je ziet werden
deze zogezegde landmeters niet voor niets draadspanners genoemd. (bron 5)
2
Dit is waarschijnlijk het ontstaan van landmeters en hun technieken. Er wordt
beweert dat er materialen en instrumenten gezien zijn op muurschilderingen, die
gebruikt worden door mensen, uit de eerste dynastie (3150 v.Chr. en 2853
v.Chr). Dit moest telkens opnieuw gedaan worden. De nijl zorgde ervoor dat de
grenzen verdwenen en het dus telkens opnieuw moest opgemeten worden. Dit
zijn echter veronderstellingen, die nooit bewezen zijn. (bron 4) De bewerkingen
die gedaan werden met het schietlood stammen af van 3000 V.C., dit is
vastgesteld door Egyptoloog Thomas Eric Peet. Verder dan een meetsnoer en
een schietlood bestond evenwel niet.
Ook bij de Joden hadden ze een eigen manier van landmeten. Zij gebruikten een
gnomon of zonnewijzer voor het oriënteren van vlaktes. Bij de Babyloniërs zijn
er zelf documenten overgebleven die verwijzen naar een
tafel uit leem, waarop een duidelijke afbeelding staat
van een plattegrond waarop deze instrumenten gebruikt
werden. (3000-2000 V.C) De Grieken stelden een ander
instrument aan om hun grond op te meten. Dit volk (ca
620) paste met behulp van de diopter hun benodigde
afmetingen toe, dat vooral gebruikt werd om rechte hoeken te meten in alle
soorten vlakken met alle daarbij passende rechte hoeken. Het werd toegepast
bij het bouwen van muren, havens, en elk ander bouwwerk
uit die tijd. Professor Edmund Hoppe verklaarde dat de
Grieken met hun diopter(afbeelding 3) en waterpasbaken
niet moesten onderdoen bij de huidige instrumenten. Rond
het jaar 62 schreef Heron van Alexandrië zelf een boek
waarin hij het gebruik van dit instrument beschrijft.
(bron5)
3
De romeinen hadden dan weer een totaal ander soort van gereedschap. Volgens
Dr. Moritz Cantor bepaalden de romeinen hun cardo en decumanus (zo werden bij
hen de verticaal en horizontaal gelegen straten genoemd) (bron internet 2) met
behulp van een groma (soort landmeterskruis). (afbeelding 4) Dit meetkundig
instrument werd opnieuw gebruikt voor het
opmeten van rechte hoeken. Het bestond uit
een houten kruis die loodrecht op een stok
geplaatst werd, zodanig dat het kruis als het
ware evenwijdig loopt met de bodem. Wanneer
dit allemaal perfect uitgevoerd was, kon men
rechte hoeken gaan bepalen. Om te beginnen,
zoals bij de Egyptenaren moesten ze twee palen de grond inplaatsen (bron 3
internet). Met deze methode schepten de romeinen zelf de zeer indrukwekkende
aquaducten, waarvan er in deze tijd nog veel te bewonderen zijn. (bron 5)
Wat ook door Egyptoloog Thomas Eric Peet vastgesteld werd, is dat de maten bij
de Egyptenaren zeer -merkwaardig werden voorgesteld. De land-el (eenheden bij
het landmeten in die tijd) werd bijvoorbeeld door een soort klein figuurtje in de
vorm van een ploeg weergegeven. (bron 4)
14de eeuw
Nu moesten alle elementen van de instrumenten
verbeterd worden om hun metingen nauwkeuriger
te maken. Nu was het de beurt aan de
intelectuelen. Claudius Ptolemaus, een grootte
intelectuele vernieuwer, bracht een nieuwe
theorie op de markt, genaamd de epicycli. Dit
was de eerste evolutie op het vlak van
landmeettechnieken. (afbeelding 5) Hij nam waar dat de zon en de planeten in
4
perfecte cirkels om de aarde bewegen. Hij ontwikkelde een ingewikkeld systeem
om zijn theorie en de waarnemingen die hij deed bijeen te brengen. Dit systeem
bracht zeker bij tot het ontwikkelen van de meetinstrumenten.
15de eeuw
Voor en tijdens de middelleeuwen kwam er op vlak van landmeten niet veel
evolutie voor. Het ontdekken van nieuwe instrumenten en technieken kwam pas
echt op gang na de middeleeuwen. Vanaf De 16de eeuw kwam het in een
stroomversnelling terecht. Toch was er op het einde van de middelleeuwen een
kleine doorbraak, genaamd de meetketting. (afbeelding 6) Deze ketting bestond
uit een aaneenschakeling van metalen staafjes
die ongeveer 20 centimeter lang waren. Deze
staafjes waren dan onderling verbonden met
een oog. Dit instrument was erg zwaar en niet
handig. De schakels waren steeds verward .
Ondanks de vele nadelen van dit hulpmiddel bij
het landmeten werd dit instrument eeuwenlang gebruikt om afstanden te meten
in een horizontaal vlak. (bron 2)
16de eeuw
Na de meetketting werd er gestreefd naar
evolutionaire ideeën. De Nederlandse wiskundige
Emma Frisius kwam aan boord met een nieuwe
meethmethode: de triangulatie of driehoeksmeting.
(bron 1) Zijn theorie beruste op het feit dat een
driehoek tot stand komt door middel van een
basiszijde met de daarbij horende aanliggende hoeken. Wanneer deze gekend
zijn kan men aan het werk met de gevormde driehoeken. Op basis van de
5
gemeten hoeken die gemeten waren met behulp van de jacobsstaaf of graadstok
kon men een hoek bepalen die nodig was om de metingen te kunnen
uitvoeren. Dit instrument is opgebouwd uit één stok van ongeveer 1
meter lang met een schaalverdeling erop verschaft. Op deze één
meter lange stok kon men twee andere kortere stokken,
haaks, over schuiven. Om de Jacobsstaaf te gebruiken moet je
het uiteinde van de stok tegen het gezicht plaatsen en dan beurtelings naar de
horizon en het punt waarvan men de hoek wil bepalen. (afbeelding 8)(afbeelding
9: bron 3) (bron 6)Deze kennis werd verder uitgebouwd tot men bij het meten
van een enorm stuk land, enkel opeenvolgende driehoeken gebruikte om het werk
uit te voeren. (afbeelding 7)
Tijdens de 16de eeuw maakten de Egyptenaren gebruik van een wel heel aparte
maat voor het meten van dingen. Het menselijk lichaam werd hiervoor gebruikt.
Omdat het Egyptisch volk zijn farao diende tot de dood, werd hij aanzien als de
perfecte, ideale maatstaf. Korte lengten werden gemeten met behulp van de
vinger. Middellange stukken werden gemeten door de voet. Maar wat gebeurde
er als deze stierf? Had de volgende vorst dezelfde afmetingen? Dit was een
zeer chaotische toestand die vaak tot onnauwkeurige metingen kwam. (bron 2)
17de eeuw
De zeventiende eeuw begon met Abbé Jean Picart. Met behulp van de
driehoeksmeting uit de zestiende eeuw ging hij de vorm en de omtrek van
aardbol meten. Dit was opnieuw de start van een evolutionaire eeuw. (bron 1)
De boten op zee hadden problemen met het bepalen van hun koersen. De
methode die ze hadden was onnauwkeurig en onbetrouwbaar. Vanaf de tweede
helft van de 17de eeuw werden er nauwkeurige instrumenten gemaakt. Deze
instrumenten zorgden ervoor dat het mogelijk was om bepaalde locaties op zee
6
vast te stellen. Maar door de bizarre weersomstandigheden op zee zorgden
ervoor dat elk mechanisme buiten werking gesteld werd. Er moest dringend een
oplossing komen om de breedtegraad te kunnen meten op zee dus zette de
overheid enkele maatregelen in. Één van deze
maatregelen was een beloning van twintigduizend
pont voor de persoon die de goeie methode vond.
(bron 7)
De uiteindelijke oplossing kwam er toch. De sextant
werd uiteindelijk de oplossing voor een lang
aanslepend probleem. (afbeelding 10) Deze sextant bestaat uit een gradenboog,
een oculair, twee spiegeltjes en een grijsfilter. Deze laatste zorgt ervoor dat je
ogen niet verblind kunnen geraken door de zon. (bron 4 internet) De Sextant
word gebruikt om een hoek te bepalen tussen de zon en een bepaald object. Op
zee werd dus de hoek gemeten tussen de zee zelf en de zon. Wanneer je de
precieze stand van de zon samenvoegt met de gemeten hoek bekom je het
resultaat dat je nodig hebt.
18de eeuw
De achttiende eeuw heeft niet veel verandering op vlak van landmeten en de
benodigde instrumenten. Enkel werd er een ”nieuw soort landmeten” uitgevonden.
De hydrografie of beter gezegd landmeten op water. Dit is de wetenschap die
zich bezighoud met het beschrijven van de zeebodem.
Deze droge eeuw op vlak van verbeteringen kwam door de zeer slechte
omstandigheden waaronder de landmeters uit die tijd moesten leven. Er waren
7
ziektes (vooral koortsen) die zich verspreidden over de groepen landmeters, ze
hadden honger of werden aangevallen door wilde beesten. Maar toch werden
mensen aangetrokken door deze job door de openlucht waarin je werkt of de
mate van onafhankelijkheid. Dit zorgde voor een boost. De evolutie ging snel
weer op gang komen. (bron 5)
19de eeuw
Door de opnieuw opgekomen interesse voor het vak, kreeg hij opnieuw een boost.
Zo veranderde men de meetketting door een meetband. Het werd gemaakt van
staal en iedere decimeter werd een gaatje gemaakt, zodat de metingen
nauwkeuriger konden verlopen. Dit instrument was zeer populair en werd
gebruikt bij het militair geografisch instituut, het kadaster en bij nog vele
andere overheidsinstellingen. De eerste meetband was een duizend meter lange
band, die gebruikt werd bij het bouwen van tunnels. Voor zeer lange afstanden
had men zelf een speciale toepassing ontworpen, maar deze kwam iets later.
Naarmate de tijd veranderde, werd de meetband ook steeds lichter en lichter.
(afbeelding 11) (bron 2)
Ook kwam er in 1861 een tweede driehoeksmeting. Deze was al iets beter maar
toch was er nog werk aan de winkel. (bron 4)
Luitenant William Lambton kreeg de opdracht om India op te meten. Hij stond te
springen om deze opdracht uit te voeren, maar moest besluiten dat het materiaal
dat toen bestond niet voldeed om een deftige uitvoering van zijn opdracht
teweeg te brengen. Hij ging op zoek naar nieuwe instrumenten
die hem zijn opdracht konden helpen vervullen. Eerst stelde hij
een officiële standaardmaat in waarna hij te horen kreeg dat er
een nieuw instrument uitgevonden was die hem kon helpen, de
theodoliet. (afbeelding 11) Met deze theodoliet kon hij zowel horizontale als
8
verticale hoeken meten, en dit met een zeer hoge nauwkeurigheid. (bron 5
internet)
20ste eeuw
In de twintigste eeuw gebruikte men nog steeds voorgaande instrumenten, maar
dan wel met een sterke verbetering op vlak van gebruiksvriendelijkheid en vooral
nauwkeurigheid. Door middel van verschillende instrumenten zoals de meetband,
de theodoliet en een waterpas, kregen ze het voor elkaar om alle hoeken,
hoogtes en basislijnen op te meten. De detailpunten werden dan weer opgemeten
met een nieuw instrument: het spiegelkruis. Dit bestaat uit een cilinder met 2
spiegels erbovenop. Onderaan en bovenaan zit bovendien ook nog eens een spleet.
(bron 2)
Het spiegelkruis werd al snel vergeten door de opkomst van de steeds
nauwkeuriger wordende theodoliet. Dit was bovendien het instrument bij uitstek.
De waterpas werd gebruikt voor het bepalen van hoogteverschillen. Dit wordt
vandaag de dag nog steeds gebruikt door de landmeter-experts. (bron 2)
Vanaf de jaren 80 werd alles gedigitaliseerd. Zo werd de theodoliet als één van
de eerste instrumenten gedigitaliseerd. Dit was een enorme vooruitgang op vlak
van landmeten, het kon hoeken en afstanden perfect afmeten.
Begin jaren 90 ontstonden de eerste plotters of grootformaatprinters. Dit zijn
instrumenten die wellicht meer en meer bekend in de oren komen van de mens uit
de huidige maatschappij.
21ste eeuw
De sterke evolutie ging maar door. De instrumenten bleven steeds meer zichzelf
verbeteren en werden steeds nauwkeuriger. Ook nieuwe technieken zoals de GPS
(global positioning system) en de Flepos (Flemish positioning service) waren nieuw
in de maatschappij. (bron 2)
9
Conclusie
Doorheen de jaren heeft men zeer veel verschillende instrumenten en
technieken gekend. De één wat nauwkeuriger dan de andere. Wat mij opviel is
dat de instrumenten die vroeger en nu gebruikt werden steeds aangepast waren
aan de middelen die ze hadden. Het is hen steeds gelukt om hun opdracht in
verband met landmeten uit te voeren en tot een goed einde te brengen, zelf
tijdens de middeleeuwen! Natuurlijk waren die metingen dan veel minder
nauwkeurig dan de resultaten deze dagen, wat logisch is.
Als de instrumenten en technieken zo verder evolueren, ben ik zeker benieuwd
wat dit in de toekomst nog zal brengen.
10
Bronnenlijst:
1. http://www.quazoo.com/q/Harpedonaptai
2. http://books.google.be/books?id=WK51dQVZPCYC&pg=PA266&lpg=PA266
&dq=decumanus+en+cardo&source=bl&ots=yCDAmBLLw2&sig=k0LiIaINyMj
iPaAhEorQfX60l84&hl=nl&sa=X&ei=QQpKVMGoK4jEPL6ugRA&ved=0CE0
Q6AEwCQ#v=onepage&q=decumanus%20en%20cardo&f=false
3. http://telescript.denayer.wenk.be/201011/b4a/public_html/afstand.shtml
4. http://www.pbs.org/wgbh/nova/shackleton/navigate/escapeworks.html
5. http://www.joostdevree.nl/shtmls/theodoliet.shtml
11